Question

12．木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年的歷史．某興趣小組的同學(xué)為了探究木炭在高溫條件下還原氧化銅所生成的氣體產(chǎn)物是什么，提出了猜想：
a．氣體產(chǎn)物可能是二氧化碳；b．氣體產(chǎn)物可能是一氧化碳；c．氣體產(chǎn)物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合物．
（1）如果猜想a成立，寫出氣體產(chǎn)物通入澄清石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（2）如果猜想b成立，寫出木炭還原氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
（3）同學(xué)們設(shè)計了如圖所示裝置，通過實驗探究得出猜想c成立．（NaOH溶液能吸收CO₂）

則實驗過程中觀察到A裝置中的澄清石灰水澄清石灰水變渾濁，C裝置中的澄清石灰石不變渾濁，E裝置中的澄清石灰水澄清石灰水變渾濁．
（4）有同學(xué)提出，從簡化裝置、節(jié)約實驗藥品的角度出發(fā)，如圖裝置可進行改進，去掉A，B，C裝置，用如圖所示裝置同樣可以探究出猜想c成立．請你寫出其實驗操作過程（寫出操作步驟，不需要寫出現(xiàn)象和結(jié)論）先通氣體觀察E中的現(xiàn)象，然后再加熱觀察D中的現(xiàn)象．

Answer 1

分析 根據(jù)木炭在高溫條件下還原氧化銅所生成的氣體可能是一氧化碳，可能是二氧化碳，也可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物進行分析；
（1）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水進行分析；
（2）根據(jù)碳和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳進行分析；
（3）根據(jù)二氧化碳遇澄清石灰水變渾濁的特點和一氧化碳與氧化銅反應(yīng)的現(xiàn)象原理進行判斷；
（4）運用一氧化碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳、一氧化碳不能使澄清的石灰水變渾濁但二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁解答．

解答 解：木炭在高溫條件下還原氧化銅所生成的氣體可能是一氧化碳，可能是二氧化碳，也可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物，所以c氣體產(chǎn)物可能是：二氧化碳和一氧化碳的混合物；
（1）二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）碳和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳，化學(xué)方程式為：2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（3）實驗過程中觀察到A裝置中的石灰水變渾濁，說明氣體中含有二氧化碳，C裝置中的澄清石灰水不變渾濁，說明氣體中的二氧化碳完全被B中的氫氧化鈉溶液吸收，E裝置中的澄清石灰水均變渾濁，說明氣體中含有一氧化碳，高溫條件下，一氧化碳和氧化銅反應(yīng)生成了銅和二氧化碳，因此該氣體產(chǎn)物的成分為一氧化碳和二氧化碳；
（4）D先不加熱將氣體通入E，若E中的澄清石灰水變渾濁說明氣體中含有二氧化碳，再加熱D觀察D中的黑色固體是否變紅色因為一氧化碳和氧化銅反應(yīng)生成紅色的銅和二氧化碳即可確定氣體的成分．
故答案為：二氧化碳和一氧化碳的混合物；
（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（3）澄清石灰水變渾濁，澄清石灰水變渾濁；
（4）先通氣體觀察E中的現(xiàn)象，然后再加熱觀察D中的現(xiàn)象．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．